[发明专利]用于利用对使用的火花隙的响应和剩余电压的调节来电流分离地驱控触发的火花隙的布置系统

说明书

本发明涉及一种用于利用对使用的火花隙的响应和剩余电压的调节来电流分离地驱控触发的火花隙(FS)的布置系统，该火花隙具有两个主电极和至少一个触发电极(3)，此外，所述电流分离借助于变压器(10)实现，以及火花隙以其主电极与要保护免于过压事件的电子部件(18)连接。按照本发明，设有与火花隙的主电极连接的旁路电路(BP)，该旁路电路构成为被动式或主动式电子结构元件与变压器的初级侧(4.1)的串联电路。所述变压器的次级侧(4.2)通到半导体开关(5、6)的控制输入端上，此外，该半导体开关设置在火花隙的主电极(1)之一与触发电极(3)之间。在变压器的次级侧与半导体开关的控制输入端之间设有复位环节(RS)，用于与火花隙的特性无关地恢复所述半导体开关的关断状态。

技术领域

本发明涉及一种用于利用对使用的火花隙的响应和剩余电压的调节来电流分离地驱控触发的火花隙的布置系统，该火花隙具有两个主电极和至少一个触发电极，此外，所述电流分离借助于变压器实现，以及火花隙以其主电极与要保护免于过压事件的电子部件连接。

背景技术

由于在终端设备或类似的配电装置中加强使用了电子部件，而存在对降低过压保护机构、尤其是闪电电流放电器的保护电平的要求。由于分散式电流供应，也提高了在所使用的过压放电器对暂时的电网波动、对高频负载以及由参考电位的偏移所决定的和在电网故障时的不灵敏性方面的要求。

在具有高幅度的瞬态事件情况下保护电平的所应用且期望的降低和另一方面相对于由运行决定的或暂时的电压过高的期望的不灵敏性是自身矛盾的并且导致在闪电和过压保护的领域中新的要求。

在瞬态过压保护应为被动的电压与尽可能无延迟地响应并且应阻止进一步的电压升高的电压之间的差仅略微不同。

已知的是，将基于氧化锌的火花隙或可变电阻用作过压放电器。在可变电阻中，在一千或几千安培的电流幅度下产生的保护电平比允许的保持电压的幅度高200至300％。带有火花隙的过压保护装置为了低响应电压通常具有触发电路。这样的触发电路一般基于气体放电放电器与可变电阻的串联电路。不过，上述构件具有在±20％范围内的制造公差。在电压和电流斜度与过压保护的范围相关的情况下，即使在相对小的电流负载下，这些构件的保护电平与额定值同样相差大于100％。

附加地，已知的触发电路包括保险装置、变压器、辅助电极和另外的构件、几何上需要的内部的和外部的连接和类似物，它们不能与火花隙无关地优化，并且在点燃空气火花隙且电流流动经由触发电路降低或中断之前上述器件在电流流动时由于它们的阻抗而导致进一步显著的电压降。

在交流电压为大约230V的低压电网中，已知的火花隙一般具有大约1.5kV的保护电平，尽管触发电路的静态响应电压部分位于仅大约800V的范围内。

从现有技术中已知目的在于减少这些装置的响应电压变化的措施。因此，已知以补充或结合气体放电放电器的方式使用抑制二极管或者但也使用开关半导体以降低公差。

抑制二极管在相对小的电流的情况下在电流流动时关于保持电压或响应电压具有小的剩余电压。因此，在mA至几A的范围内的弱电流负载的情况下并且在没有值得注意的老化或变化的情况下，响应电压与保护电平的比例可以处于100％。在kA范围内的高电流负载的情况下，如其对于火花隙的点火所必要的那样，剩余电压强烈升高，并且自身需要非常耗费的并联电路以支配上述电流。

附加地，已知的触发电路必须能实现与后置的过压放电器的协调。这决定了相应响应电压的强制确定，该响应电压在过压放电器过载之前必须低于该过压放电器的剩余电压。除了响应电压之外，该剩余电压还必须低于放电器的剩余电压，以便不仅确保该放电器的放电而且确保所需的火花隙点火。这不仅涉及带有用来产生火花隙用的提高的点火电压的变压器的触发电路，而且也涉及不使用提高的点火电压的火花隙。

在带有变压器的触发电路中附加地存在如下缺点，即为了实现用于火花隙的足够的触发电压还需要最小电流水平和斜度，所述最小电流水平和斜度同样与触发电路的构件和自身不可确定的后置的放电器有关。